EP3329176A1 - Robinet, réservoir de fluide sous pression, ensemble de réservoirs et un outil de remplissage - Google Patents

Robinet, réservoir de fluide sous pression, ensemble de réservoirs et un outil de remplissage

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EP3329176A1
EP3329176A1 EP16747843.7A EP16747843A EP3329176A1 EP 3329176 A1 EP3329176 A1 EP 3329176A1 EP 16747843 A EP16747843 A EP 16747843A EP 3329176 A1 EP3329176 A1 EP 3329176A1
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EP
European Patent Office
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piston
valve
tool
filling
circuit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16747843.7A
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German (de)
English (en)
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Hervé DURAND
Denis Muller
Mitsumasa Kagomoto
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Publication date
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
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    • F17C2260/028—Avoiding unauthorised transfer

Definitions

  • the present invention relates to a valve, a pressurized fluid reservoir provided with such a valve, a set of reservoirs and a filling tool.
  • the invention more particularly relates to a valve for a pressurized fluid reservoir comprising a body provided with a first end intended to be sealingly connected to an orifice of a fluid reservoir under pressure, the body defining a fluid circuit. extending between a first end intended to communicate with the interior of a tank and a second end opening at a filling connection and possibly withdrawal, the fitting forming a cavity on the body for receiving a filling tool and / or withdrawal, the valve circuit comprising an isolation valve and a pressure regulator, the pressure regulator comprising a mechanism comprising a piston movable in translation in a longitudinal direction determined relative to a seat to ensure the opening or closure of the circuit, the piston being biased by a return member towards the seat in a e closed position of the circuit, an upstream end of the piston opening at the bottom of the cavity delimited by the connector to allow the mechanical actuation of the piston by the end of an axis of a filling / withdrawal tool connected to the connection, the valve further comprising a safety mechanism preventing gas flow from
  • the piston must be moved mechanically by a tool to allow the entry of pressurized fluid for filling, the cavity of the connector defining a reference surface for receiving a seal of a filling tool connected to said coupling, in the closed position of the piston, the upstream end of the piston being situated at a reference distance determined relative to the reference surface according to the direct longitudinal ion.
  • the invention relates in particular to the valves equipping tanks (cylinders) with pressurized gas.
  • the tanks of pressurized gas tanks may comprise bottles having different operating pressures: for example respectively 200b and 300bar.
  • the tanks storing gas at 200bar may for example comprise a tap without built-in expansion valve.
  • the user can directly connect his equipment (pressure regulator ).
  • some tanks can store the gas at a higher pressure, including 300bar.
  • the valve can integrate a pressure reducer or pressure reducer which lowers the high pressure (300bar) to an intermediate pressure (for example, the outlet pressure is divided by two).
  • valves provided for the high pressure (300bar) may have a close structure and in particular a fill and draw connection of geometry close or identical to that of the faucets provided for the relatively low pressure (200bar).
  • a known solution consists in providing different thread / tapping geometries of the filling connector according to the operating pressures of the reservoirs.
  • valve according to the invention is essentially characterized in that the reference distance is between 17 and 30 mm and preferably between 22 and 30 mm. and 27mm.
  • embodiments of the invention may include one or more of the following features:
  • the upstream end of the piston opens at the bottom of the cavity at an orifice forming the second end of the circuit, said orifice having a diameter of between 7 mm and 10 mm,
  • the upstream end of the piston opens at a first end of a bore formed in the body and the second end of said bore opens at the bottom of the cavity defined by the connection, in the longitudinal direction, said bore has a length between 9 and 15 mm,
  • the bore has a diameter of between 7 mm and 10 mm
  • the reference surface is defined as being the location of the cavity having a determined diameter of between 10 and 17 mm, in particular 14 mm,
  • the safety mechanism comprises a check valve system ("NRV”) which tends to move the piston of the pressure regulator to its closed position when the latter is not actuated mechanically by a tool and is subjected to an overpressure fluidic at its upstream end,
  • NSV check valve system
  • the safety mechanism comprises a pressure relief valve arranged to evacuate gas towards the outside of the circuit when the safety valve is subjected to a pressure greater than a determined threshold,
  • connection delimiting the cavity is cylindrical and threaded or threaded
  • a portion of the cavity of the coupling comprises a frustoconical zone converging toward the bottom of the cavity towards the first end of the piston, the reference surface is situated at the level of the frustoconical portion,
  • the invention also relates to a fluid reservoir under pressure, in particular pressurized gas, provided with a tap, the valve being in accordance with any of the above characteristics or below.
  • the invention also relates to an assembly comprising a plurality of reservoirs for storing fluid under pressure comprising a first group of tanks (s) for storing fluid under pressure at a first maximum operating pressure of between 150 bar and 240 bar, in particular 200 bar, the assembly comprising a second group of tanks (s) intended to store fluid under pressure according to a second maximum operating pressure, for example between 250 bar and 700 bar, in particular 300 bar, each tank of the assembly being provided with a valve comprising a body provided with a first end sealingly connected to an orifice of a fluid reservoir under pressure, the body of each valve defining a fluid circuit extending between a first end communicating with the inside of the tank in question and a second end opening at a filling and withdrawal connection, the connection forming on the body a cavity intended to accommodate a filling and / or withdrawal tool, the valve circuit comprising, an isolating valve n and a mechanism comprising a piston movable in translation in a longitudinal direction determined to ensure the opening or closing of the circuit, the piston being
  • the invention also relates to a filling tool for a tank comprising a body comprising an end provided with a connection head, the body of the tool incorporating a pressurized fluid supply circuit opening at the connection head, the connection head comprising dimensions and coupling members of the coupling of the valve, a seal intended to bear against the reference surface of the connection to ensure a tight connection between the filling tool and the connection the tool further comprising a pusher pin projecting from the connecting head, the distance between the end end of the pusher pin and the seal being equal to the reference distance of the coupling c '. that is to say is between 17 and 30mm and preferably between 22 and 27mm.
  • the end end of the push-piston shaft has a diameter of between 5 mm and 9 mm.
  • the invention may also relate to any alternative device or method comprising any combination of the above or below features.
  • FIG. 1 represents a side view in vertical section, schematic and partial, of an example of a tank equipped with a tap according to an example of the prior art (tap without pressure reducing valve provided for a relatively low pressure, by example 200bar),
  • FIG. 2 is a vertical section of the valve of FIG. 1 along another sectional plane, illustrating the principal closure mechanism of the valve
  • FIG. 3 shows a schematic and partial sectional view of an example of a tank with another valve according to an example of the prior art (valve with pressure reducer provided for relatively high pressure, for example 300bar) ,
  • FIG. 4 represents a diagrammatic and partial view, and partly in section, of an exemplary embodiment of a valve according to the invention
  • FIG. 5 is a schematic and partial sectional view illustrating the structure and operation of an exemplary embodiment of a tap filling and filling connection according to the invention
  • FIG. 6 represents a schematic and partial sectional view illustrating the cooperation of the end of a filling tool with a connection of the type of that of FIG. 4;
  • FIG. 7 represents a schematic and partial sectional view illustrating the end of a filling tool of FIG. 5;
  • FIG. 8 represents a schematic and partial sectional view and with a partially enlarged portion, illustrating the cooperation of the end of a filling tool with a connection of the type of that of FIG. 1,
  • FIG. 9 schematically shows a group of tanks comprising two separate sets.
  • Figures 1 and 2 illustrate a valve 1 for pressurized fluid tank according to the prior art used for tanks storing gas a specific pressure, for example 200bar.
  • the valve comprises a body 1 provided with a first end 2 (for example threaded) intended to be sealingly connected to an orifice (for example threaded) of a reservoir 4 of pressurized fluid.
  • the body 1 of the valve defines a fluid circuit 3 extending between a first end 5 intended to communicate with the inside of a tank 4 and a second end 6 opening at a connection 7 for filling
  • the connector 7 forms on the body 1 a cavity (for example tapped in the case of a female connector) intended to accommodate a filling tool and / or withdrawal (eg threaded).
  • the circuit 3 of the valve comprises an isolation valve 8 actuated by a control member 21 (a rotary wheel in this non-limiting example because a lever or other could be envisaged).
  • the valve comprises a mechanism comprising a piston 10 movable in translation in a longitudinal direction A determined relative to a seat to ensure the opening or closing of the circuit 3.
  • the piston 10 being biased by a member 1 1 to return to the seat in a closed position of the circuit 3.
  • the piston 10 is for example a piston of a residual pressure valve or a non-return valve ("NRV" for "Non Return Valve”).
  • An upstream end of the piston 10 opens at the bottom of the cavity defined by the connector 7 to allow the mechanical actuation of the piston 10 by the end of an axis of a filling tool sealingly connected to the connector 7.
  • the cavity of the connector 7 thus defines a reference surface 13 intended to receive a seal of a filling tool connected to said connector 7.
  • the upstream end of the piston 10 is located at a reference distance L1 determined with respect to the reference surface 13 in the longitudinal direction A.
  • This distance L1 is typically between 10 and 17 mm, especially 15 to 16 mm.
  • the known valve filling connections 7 for higher pressure tanks are generally geometrically identical to the lower pressure valve filling connections (200bar, for example).
  • FIG. 3 illustrates an example of a connection of such a pressurized fluid tank valve according to the prior art used for tanks storing gas at a relatively higher pressure, for example 300 bar.
  • the elements identical to those described above are designated by the same reference numerals and are not described a second time.
  • the structure of the connector of Figure 3 differs from that of Figure 1 in that the piston 10 is part of a mechanism 9 of pressure relief (or pressure reduction) to lower the pressure of the gas.
  • the pressure reduction can be provided via the geometry of the piston (several different sections, including three forming a pressure reduction mechanism between the two ends of the piston).
  • the valve comprises a relief valve 212 arranged to evacuate gas to the outside of the circuit 3 when the valve 212 safety is subjected to a pressure greater than a threshold determined.
  • the connection of FIG. 3 has a geometry that is identical or almost identical to the connection of the valve of FIG.
  • the upstream end of the piston 10 of the connector of FIG. 3 is situated at a reference distance L1 determined with respect to the reference surface 13 in the longitudinal direction A, which is the same. distance (or almost the same) as for the connection 7 of FIG.
  • the filling tools at a high pressure can optionally fill the tanks (200 bar) which must not be filled at this high pressure.
  • FIGS 4 and 5 illustrate a partial sectional view of a valve according to the invention. This valve is largely in accordance with the valve according to Figure 3. The same elements are designated by the same reference numerals.
  • This valve preferably incorporates a pressure regulator 9 at the connection 7. That is to say that the gas drawn by the connector 7 (which is also used for filling) has a lowered pressure (less than or equal to 200bar for example) ) to allow the user to connect equipment (holders, flow controllers or other) compatible with the pressure delivered.
  • a pressure regulator 9 at the connection 7. That is to say that the gas drawn by the connector 7 (which is also used for filling) has a lowered pressure (less than or equal to 200bar for example) ) to allow the user to connect equipment (holders, flow controllers or other) compatible with the pressure delivered.
  • This piston mechanism 10 is for example in accordance with that described in EP1 158226B1 or JP2003097796A2.
  • the valve and its connection 7 may furthermore preferably comprise a safety mechanism 12 preventing the transit of gas from the second end 6 towards the first end 5 of the circuit 3 by the single action of FIG. a fluid pressure exerted on the upstream end of the piston 10. That is to say that the piston 10 must be moved mechanically by a tool 15 to allow the entry of fluid under pressure for filling.
  • the safety mechanism 12 comprises a check valve system ("NRV") which tends to move the piston 10 of the pressure regulator 9 to its closed position when the latter is not actuated mechanically by a tool and is subjected to a fluidic overpressure at its upstream end.
  • NSV check valve system
  • the safety mechanism 12 may further comprise a pressure relief valve 212 arranged to evacuate gas to the outside of the circuit 3 when the safety valve 212 is subjected to a pressure greater than a determined threshold.
  • This suppressor valve 212 is preferably neutralized by the end of the filling tool 15 by closing (sealingly) a channel 22 of fluid passing through the piston 10 connecting the gas to a downstream chamber.
  • This downstream chamber communicates with the valve 212 of overpressure.
  • This channel 22 and this downstream chamber may optionally be part of a non-return mechanism ("NRV").
  • valve connection of FIGS. 4 and 5 differs essentially from that of the prior art in that the reference distance L 2 is between 17 and 30 mm and preferably between 22 and 27 mm.
  • the spacing between the surface 13 where the filling tool is indexed to the end of the piston 10 is increased for the valves for the reservoirs higher pressure (eg 300bar).
  • This distance L2 conditions the shape and dimensions of the filling tool 15 (see FIG. 7) to allow interaction between the filling tool 15 and the coupling 7 (see FIG.
  • the filling tool comprises a body, one end of which forms a connecting head 16.
  • the body of the tool 15 includes a circuit 17 for supplying fluid under pressure opening at the head 16 of connection.
  • the connection head 16 has dimensions and 18 conjugate fastening elements of the connector 7 of the valve (thread / tapping in this example).
  • a seal 19 is provided on the head 16 to bear on the reference surface 13 of the connector 7 so as to ensure a sealed connection between the filling tool 15 and the connector 7 ( Figure 5).
  • the tool 15 further comprises a push-piston shaft 20 projecting from the connecting head 16.
  • the distance between the end end of the piston-pushing shaft 20 and the seal 19 is greater than or equal to the reference distance L2 of the connector 7, that is to say is between 17 or 20 and 40 mm and preferably between 22 and 27mm .
  • This configuration prevents effective connection (e.g. sealing) of the filling tool provided for high pressure to the connection of a valve provided for a relatively low pressure (without pressure reduction). See for example Figure 8 where sealing is not possible between the tool of Figure 6 or 7 and a connection of the type of Figure 1).
  • the invention therefore makes it possible to equip batches of different bottles 44, 54 with taps 1 provided with separate filling connectors 7 (different reference distances L1, L2) as a function of the operating pressures and avoiding the risk of filling at a minimum. excessive pressure in some tanks and thus avoiding the risk of excessive pressure for the end user of the bottle).
  • the invention makes it possible to avoid accidents when a high-pressure bottle (according to the configuration of FIG. 4) is brought to a filling ramp provided for bottles of lower pressure (according to the configuration of FIG. 1).
  • the thrust shaft provided for the low pressure bottles would be too short and fail to open, even partially, the valve formed by the piston. Such partial opening can indeed cause accidents, especially for the case of oxygen.
  • the upstream end of the piston 10 preferably opens at a first end of a bore 14 formed in the body 1 and centered on the longitudinal axis A.
  • the second end of said bore 14 opens at the bottom of the cavity delimited by the connector 7.
  • said bore 14 preferably has a length of between 9 and 15 mm.
  • This bore 14 has for example a diameter of between 5 mm and 10 mm. The latter is thus adapted to the dimensions of the end 120 of the push valve 20.
  • a portion of the cavity of the connector 7 comprises a frustoconical zone converging towards the bottom of the cavity (in the direction of the first end of the piston 10).
  • the reference surface 13 is located at the frustoconical portion at a specific location.
  • the reference surface 13 corresponds to the location of the connection
  • the reference surface 13 corresponds to the transverse plane intersecting the connection at which the cavity has a diameter of 14 mm.
  • this reference surface corresponds to the location of the frustoconical portion has a diameter of 14mm.
  • This abutment surface may also be defined by a shoulder, for example forming a surface perpendicular to the longitudinal axis A of the coupling, upstream or at the inlet of the frustoconical portion.
  • the reference distance L2 is larger (as described above) for the valves according to the invention (FIG. 4 or 5) than for the valves of the prior art ( Figure 3).
  • this reference surface may be defined by a dimension other than a diameter of 14 mm.
  • the reference surface may correspond to where the fitting has a diameter of 10mm or 1 1mm or 13mm, or 16mm or 17mm or any other intermediate value.
  • This reference surface may in particular depend on the standards that define, in each country or according to the applications, the dimensions of the connector and the tool that comes to connect tightly.

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Abstract

Robinet pour réservoir de fluide sous pression comprenant un raccord (7) de remplissage et éventuellement de soutirage, le raccord (7)formant sur le corps (1) une cavité destinée à accueillir un outil de remplissage, le circuit (3) du robinet comprenant, un clapet (8) d'isolation et un détendeur (9) de pression, ledétendeur (9) de pression comprenant un mécanisme comportant un piston (10) mobile en translation selon une direction (A) longitudinale déterminée relativement à un siège pour assurer l'ouverture ou la fermeture du circuit (3), le piston (10) étant sollicité par un organe (11) de rappel vers lesiège dans une position de fermeture du circuit (3), une extrémité amont du piston (10) débouchant au fond de la cavité délimitée par le raccord (7), l'extrémité amont du piston (10) étant située à une distance de référence (L2) déterminée par rapport à la surface (13) de référence selon la direction (A) longitudinale, caractérisé en ce que la distance de référence (L2) est comprise entre et 17 et 30mm et de préférence entre 22 et 27mm.

Description

Robinet, réservoir de fluide sous pression, ensemble de réservoirs et un outil de remplissage
La présente invention concerne un robinet, un réservoir de fluide sous pression muni d'un tel robinet, un ensemble de réservoirs et un outil de remplissage.
L'invention concerne plus particulièrement un robinet pour réservoir de fluide sous pression comprenant un corps munie d'une première extrémité destinée à être raccordée de façon étanche à un orifice d'un réservoir de fluide sous pression, le corps définissant un circuit de fluide s'étendant entre une première extrémité destinée à communiquer avec l'intérieur d'un réservoir et une second extrémité débouchant au niveau d'un raccord de remplissage et éventuellement de soutirage, le raccord formant sur le corps une cavité destinée à accueillir un outil de remplissage et/ou de soutirage, le circuit du robinet comprenant, un clapet d'isolation et un détendeur de pression, le détendeur de pression comprenant un mécanisme comportant un piston mobile en translation selon une direction longitudinale déterminée relativement à un siège pour assurer l'ouverture ou la fermeture du circuit, le piston étant sollicité par un organe de rappel vers le siège dans une position de fermeture du circuit, une extrémité amont du piston débouchant au fond de la cavité délimitée par le raccord pour permettre l'actionnement mécanique du piston par l'extrémité d'un axe d'un outil de remplissage/soutirage reliée au raccord, le robinet comprenant en outre un mécanisme de sécurité empêchant le transit de gaz de la second extrémité vers la première extrémité du circuit par l'unique action d'une pression de fluide exercée sur l'extrémité amont du piston, c'est-à-dire que le piston doit être déplacé mécaniquement par un outil pour permettre l'entrée de fluide sous pression en vue d'un remplissage, la cavité du raccord définissant une surface de référence destinée à accueillir un joint d'étanchéité d'un outil de remplissage raccordé audit raccord, en position de fermeture du piston, l'extrémité amont du piston étant située à une distance de référence déterminée par rapport à la surface de référence selon la direction longitudinale.
L'invention concerne en particulier les robinets équipant les réservoirs (bouteilles) de gaz sous pression. Les parcs de réservoirs de gaz sous pression peuvent comporter des bouteilles ayant des pressions de service différentes : par exemple respectivement 200b et 300bar. Les réservoirs stockant du gaz à 200bar peuvent par exemple comporter un robinet sans détendeur intégré. L'utilisateur peut y raccorder directement son appareillage (détendeur de pression...).
Pour augmenter la quantité de gaz stockée, certains réservoirs peuvent stocker le gaz à une pression plus élevée, notamment 300bar. Dans ce cas, du fait que certains appareillages des utilisateurs (détendeurs...) ne sont pas compatibles avec une pression de 300bar, le robinet peut intégrer un détendeur ou réducteur de pression qui abaisse la pression élevée (300bar) à une pression intermédiaire (par exemple la pression de sortie est divisée par deux).
Pour des raisons d'optimisation des moyens de fabrication et de respect de normes, de tels robinets prévus pour la pression haute (300bar) peuvent avoir une structure proche et notamment un raccord de remplissage et de soutirage de géométrie proche ou identique à celui des robinets prévus pour la pression relativement basse (200bar).
Dans certaines applications il existe un risque que certains réservoirs munis d'un robinet sans détendeur de pression et prévus pour une pression maximale de 200bar puissent être remplis avec la pression plus élevée (300bar) prévue pour les réservoirs munis de robinet avec détendeur. Ainsi certains utilisateurs pourraient se trouver dans la situation de raccorder du matériel (détendeur...) qui ne supporterait pas la pression élevée (300bar).
Pour résoudre ce problème, une solution connue consiste à prévoir des géométries de filetage/taraudage du raccord de remplissage différentes selon les pressions d'utilisation des réservoirs. Il n'est cependant pas toujours possible de prévoir des géométries différentes des systèmes de filetage/taraudage selon les pression d'utilisation.
Ainsi, pour des raisons notamment de normes différentes selon les pays, il peut tout de même arriver qu'un outil de remplissage à haute pression (300bar) puisse remplir par accident un réservoir prévu pour une pression inférieure (200bar).
Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, le robinet selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que la distance de référence est comprise entre et 17 et 30mm et de préférence entre 22 et 27mm.
Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- l'extrémité amont du piston débouche au fond de la cavité au niveau d'un orifice formant la seconde extrémité du circuit, ledit orifice ayant un diamètre compris entre 7mm et 10mm,
- l'extrémité amont du piston débouche au niveau d'une première extrémité d'un alésage formé dans le corps et dont la seconde extrémité dudit alésage débouche au fond de la cavité délimitée par le raccord, selon la direction longitudinale, ledit alésage a une longueur comprise entre 9 et 15 mm,
- l'alésage a un diamètre compris entre 7mm et 10mm,
- la surface de référence est définie comme étant l'endroit de la cavité ayant un diamètre déterminé compris entre 10 et 17mm, notamment 14mm,
- le mécanisme de sécurité comprend un système de clapet anti-retour (« NRV ») qui tend à déplacer le piston du détendeur de pression vers sa position fermée lorsque ce dernier n'est pas actionné mécaniquement par un outil et est soumis à une surpression fluidique au niveau de son extrémité amont,
- le mécanisme de sécurité comprend un clapet de surpression agencé pour évacuer de gaz vers l'extérieur du circuit lorsque le clapet, de sécurité est soumis à une pression supérieure à un seuil déterminé,
- une portion du raccord délimitant la cavité est cylindrique et filetée ou taraudée,
- une portion de la cavité du raccord comporte une zone tronconique convergeant vers le fond de la cavité en direction de la première extrémité du piston, la surface de référence est située au niveau de la portion tronconique,
L'invention concerne également un réservoir de fluide sous pression, notamment de gaz sous pression, muni d'un robinet, le robinet étant conforme à l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-après.
L'invention concerne également un ensemble comprenant une pluralité de réservoirs destinés à stocker du fluide sous pression comprenant un premier groupe de réservoirs(s) destiné à stocker du fluide sous pression selon une première pression maximale de service comprise entre 150 bar et 240bar, notamment 200bar, l'ensemble comprenant un second groupe de réservoirs(s) destiné à stocker du fluide sous pression selon une seconde pression maximale de service, par exemple comprise entre 250 bar et 700bar, notamment 300bar, chaque réservoir de l'ensemble étant muni d'un robinet comprenant un corps munie d'une première extrémité raccordée de façon étanche à un orifice d'un réservoir de fluide sous pression, le corps de chaque robinet définissant un circuit de fluide s'étendant entre une première extrémité communiquant avec l'intérieur du réservoir considéré et une second extrémité débouchant au niveau d'un raccord de remplissage et de soutirage, le raccord formant sur le corps une cavité destinée à accueillir un outil de remplissage et/ou de soutirage, le circuit du robinet comprenant, un clapet d'isolation et un mécanisme comprenant un piston mobile en translation selon une direction longitudinale déterminée pour assurer l'ouverture ou la fermeture du circuit, le piston étant sollicité par un organe de rappel vers un siège dans une position de fermeture du circuit, une extrémité amont du piston débouchant au fond de la cavité délimitée par le raccord pour permettre l'actionnement mécanique du piston par un axe d'un outil de remplissage/soutirage reliée au raccord, le robinet comprenant en outre un mécanisme de sécurité empêchant le transit de gaz de la second extrémité vers la première extrémité du circuit par l'unique action d'une pression de fluide exercée sur l'extrémité amont du piston, c'est-à-dire que le piston doit être déplacé mécaniquement par un outil pour permettre l'entrée de fluide sous pression en vue d'un remplissage, la cavité du raccord définissant une surface de référence destinée à accueillir un joint d'étanchéité d'un outil de remplissage raccordé audit raccord, en position de fermeture du piston, l'extrémité amont du piston étant située à une distance de référence déterminée par rapport à la surface de référence selon la direction longitudinale, la distance de référence pour le premier groupe de réservoir(s) est comprise entre 10mm et 17 mm, le robinet des réservoirs du second groupe comprenant un détendeur de pression, le piston mobile en translation selon une direction faisant partie du mécanisme du détendeur de pression, la distance de référence pour le second groupe de réservoir(s) étant comprise entre et 17 et 30mm et de préférence entre 22 et 27mm, c'est-à-dire que chaque robinet du second groupe est conforme à l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-après.
L'invention concerne également un outil de remplissage d'un réservoir comprenant un corps comprenant une extrémité munie d'une tête de raccordement, le corps de l'outil intégrant un circuit fourniture de fluide sous pression débouchant au niveau de la tête de raccordement, la tête de raccordement comprenant des dimensions et des organes d'accrochage conjugués du raccord du robinet, un joint d'étanchéité destiné à venir en appui sur la surface de référence du raccord pour assurer un raccordement étanche entre l'outil de remplissage et le raccord, l'outil comprenant en outre un axe pousse- piston faisant saillie par rapport à la tête de raccordement, la distance entre l'extrémité terminale de l'axe pousse-piston et le joint étant égale à la distance de référence du raccord c'est-à-dire est comprise entre et 17 et 30mm et de préférence entre 22 et 27mm.
Selon une autre particularité possible :
- l'extrémité terminale de l'axe pousse-piston a un diamètre compris entre 5mm et 9mm.
L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous.
D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :
- la figure 1 représente une vue de côté en coupe verticale, schématique et partielle, d'un exemple de réservoir muni d'un robinet selon un exemple de l'art antérieur (robinet sans réducteur de pression prévu pour une pression relativement basse, par exemple 200bar),
- la figure 2 représente en coupe verticale du robinet de la figure 1 selon un autre plan de coupe, illustrant le mécanisme de fermeture principal du robinet,
- la figure 3 représente une vue en coupe, schématique et partielle, d'un exemple de réservoir muni d'un autre robinet selon un exemple de l'art antérieur (robinet avec réducteur de pression prévu pour pression relativement élevée, par exemple 300bar),
- la figure 4 représente une vue schématique et partielle, et partiellement en coupe, d'un exemple de réalisation d'un robinet selon l'invention, - la figure 5 représente une vue en coupe, schématique et partielle illustrant la structure et le fonctionnement d'un exemple de réalisation d'un raccord de remplissage et de soutirage du robinet selon l'invention,
- la figure 6 représente une vue en coupe, schématique et partielle illustrant la coopération de l'extrémité d'un outil de remplissage avec un raccord du type de celui de la figure 4,
- la figure 7 représente une vue en coupe, schématique et partielle illustrant l'extrémité d'un outil de remplissage de la figure 5,
- la figure 8 représente une vue en coupe, schématique et partielle et avec une portion partiellement agrandie, illustrant la coopération de l'extrémité d'un outil de remplissage avec un raccord du type de celui de la figure 1 ,
- la figure 9 représente schématiquement un groupe de réservoirs comprenant deux ensembles distincts.
Les figures 1 et 2 illustrent un robinet 1 pour réservoir de fluide sous pression selon l'art antérieur utilisé pour des réservoirs stockant du gaz une pression déterminée, par exemple 200bar.
Le robinet comprend un corps 1 munie d'une première extrémité 2 (par exemple filetée) destinée à être raccordée de façon étanche à un orifice (par exemple taraudé) d'un réservoir 4 de fluide sous pression.
Le corps 1 du robinet définit un circuit 3 de fluide s'étendant entre une première extrémité 5 destinée à communiquer avec l'intérieur d'un réservoir 4 et une second extrémité 6 débouchant au niveau d'un raccord 7 pour le remplissage
(et dans cet exemple, prévu également pour le soutirage).
Le raccord 7 forme sur le corps 1 une cavité (par exemple taraudée dans le cas d'un raccord femelle) destinée à accueillir un outil de remplissage et/ou de soutirage (pare exemple fileté).
Le circuit 3 du robinet comprend un clapet 8 d'isolation actionnable par un organe 21 de commande (un volant rotatif dans cet exemple non limitatif car un levier ou autre pourrait être envisagé).
Le robinet comprend un mécanisme comportant un piston 10 mobile en translation selon une direction A longitudinale déterminée relativement à un siège pour assurer l'ouverture ou la fermeture du circuit 3. Le piston 10 étant sollicité par un organe 1 1 de rappel vers le siège dans une position de fermeture du circuit 3. Le piston 10 est par exemple un piston d'un clapet de pression résiduel ou d'un clapet anti-retour (« NRV » pour « Non Return Valve »).
Une extrémité amont du piston 10 débouche au fond de la cavité délimitée par le raccord 7 pour permettre l'actionnement mécanique du piston 10 par l'extrémité d'un axe d'un outil de remplissage connecté de façon étanche au raccord 7.
La cavité du raccord 7 définit ainsi une surface 13 de référence destinée à accueillir un joint d'étanchéité d'un outil de remplissage raccordé audit raccord 7. En position de fermeture du piston 10, l'extrémité amont du piston 10 est située à une distance de référence L1 déterminée par rapport à la surface 13 de référence selon la direction A longitudinale.
Cette distance L1 est typiquement comprise entre et 10 et 17mm, notamment 15 à 16mm.
Les raccords 7 de remplissages de robinets connus prévus pour des réservoir de pression plus élevée (par exemple 300bar ou au-delà) sont généralement identiques géométriquement aux raccords de remplissage de robinets de pression inférieure (200bar par exemple).
La figure 3 illustre un exemple d'un raccord d'un tel robinet pour réservoir de fluide sous pression selon l'art antérieur utilisé pour des réservoirs stockant du gaz à une pression une relativement plus élevée, par exemple 300bar. Les éléments identiques à ceux décrits ci-dessus sont désignés par les mêmes références numériques et ne sont pas décrits une seconde fois. La structure du raccord de la figure 3 se distingue de celle de la figure 1 en ce que le piston 10 fait partie d'un mécanisme 9 de détente de pression (ou réduction de pression) pour abaisser la pression du gaz.
Comme schématisé à la figure 3, la réduction de pression peut être assurée via la géométrie du piston (plusieurs sections différentes, notamment trois formant un mécanisme de réduction de pression entre les deux extrémités du piston).
De plus, en aval du piston 10 du système de réduction de pression, le robinet comprend un clapet 212 de surpression agencé pour évacuer de gaz vers l'extérieur du circuit 3 lorsque le clapet 212 de sécurité est soumis à une pression supérieure à un seuil déterminé. Le raccord de la figure 3 a une géométrie identique ou presque identique au raccord du robinet de la figure 1 . En particulier, en position de fermeture du piston 10, l'extrémité amont du piston 10 du raccord de la figure 3 est située à une distance de référence L1 déterminée par rapport à la surface 13 de référence selon la direction A longitudinale qui est la même distance (ou presque la même) que pour le raccord 7 de la figure 1 .
Du fait des géométries proches des raccords 7, les outils de remplissage à une pression élevée (300bar) peuvent le cas échéant remplir des réservoirs (200bar) qui ne doivent pas être remplis à cette pression élevée.
On comprend donc aisément qu'il subsiste le risque industriel qu'un réservoir à pression inférieure (200bar) soit rempli par accident dans une installation avec une pression supérieure à 200bar (300bar par exemple).
Les figures 4 et 5 illustrent une vue un coupe partielle d'un robinet selon l'invention. Ce robinet est en grande partie conforme au robinet selon la figure 3. Les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références numériques.
Ce robinet intègre de préférence un détendeur 9 de pression au niveau du raccord 7. C'est-à-dire que le gaz soutiré par le raccord 7 (qui sert également au remplissage) a une pression abaissée (inférieure ou égale à 200bar par exemple) pour permettre à l'utilisateur de raccorder des appareillages (détenteurs, régulateurs de débit ou autre) compatibles avec la pression délivrée.
A cet effet, le piston 10 peut faire partie d'un mécanisme connu en soi, formant un détendeur 9 de pression et le cas échéant clapet anti retour (« NRV » « Non Return Valve » et/ou un clapet de pression résiduelle (« RPV » = « Residual Pressure Valve »).
Ce mécanisme à piston 10 est par exemple conforme à celui décrit dans le document EP1 158226B1 ou JP2003097796A2.
Comme illustré schématiquement à la figure 5, le robinet et son raccord 7 peut comprendre en outre de préférence un mécanisme 12 de sécurité empêchant le transit de gaz de la second extrémité 6 vers la première extrémité 5 du circuit 3 par l'unique action d'une pression de fluide exercée sur l'extrémité amont du piston 10. C'est-à-dire que le piston 10 doit être déplacé mécaniquement par un outil 15 pour permettre l'entrée de fluide sous pression en vue d'un remplissage. Par exemple, le mécanisme 12 de sécurité comprend un système de clapet anti-retour (« NRV ») qui tend à déplacer le piston 10 du détendeur 9 de pression vers sa position fermée lorsque ce dernier n'est pas actionné mécaniquement par un outil et est soumis à une surpression fluidique au niveau de son extrémité amont.
Le mécanisme 12 de sécurité peut comprendre en outre un clapet 212 de surpression agencé pour évacuer de gaz vers l'extérieur du circuit 3 lorsque le clapet 212 de sécurité est soumis à une pression supérieure à un seuil déterminé. Ce clapet 212 de suppression est de préférence neutralisé par l'extrémité de l'outil 15 de remplissage en obturant (de façon étanche) un canal 22 de fluide traversant le piston 10 mettant en relation le gaz à une chambre aval. Cette chambre aval communique avec le clapet 212 de surpression. Ce canal 22 et cette chambre aval peuvent faire partie le cas échéant d'un mécanisme de non retour (« NRV »).
Classiquement, lors de l'ouverture de la vanne 8 d'isolation (via l'organe 21 de commande), le gaz sous pression remonte du réservoir 4 dans le circuit 3 et déplace le piston 10 pour sortir via le raccord 7. C'est-à-dire que le la pression du gaz suffisante permet l'ouverture d'un éventuel mécanisme de maintien d'une pression résiduelle.
Le raccord du robinet des figures 4 et 5 se distingue essentiellement de celui de l'art antérieur en ce que la distance de référence L2 est comprise entre et 17 et 30mm et de préférence entre 22 et 27mm.
C'est-à-dire que, pour des raccords 7 ayant des formes similaires, l'espacement entre la surface 13 où vient s'indexer l'outil de remplissage et l'extrémité du piston 10 est augmentée pour les robinets destinés aux réservoirs de pression supérieure (ex : 300bar).
Cette distance L2 conditionne la forme et les dimensions de l'outil 15 de remplissage (cf. figure 7) pour permettre une interaction entre l'outil 15 de remplissage et du raccord 7 (cf. figure 6).
Comme illustré dans l'exemple de la figure 7, l'outil de remplissage comprend un corps dont une extrémité forme une tête 16 de raccordement. Le corps de l'outil 15 intègre un circuit 17 de fourniture de fluide sous pression débouchant au niveau de la tête 16 de raccordement. La tête 16 de raccordement a des dimensions et des organes 18 d'accrochage conjugués du raccord 7 du robinet (filetage/taraudage dans cet exemple).
Un joint 19 d'étanchéité est prévu sur la tête 16 pour venir en appui sur la surface 13 de référence du raccord 7 de façon à assurer un raccordement étanche entre l'outil de remplissage 15 et le raccord 7 (cf. figure 5). L'outil 15 comprend en outre un axe 20 pousse-piston faisant saillie par rapport à la tête 16 de raccordement. La distance entre l'extrémité terminale de l'axe 20 pousse-piston et le joint 19 est supérieure ou égale à la distance de référence L2 du raccord 7 c'est-à-dire est comprise entre 17 ou 20 et 40mm et de préférence entre 22 et 27mm..
Cette configuration empêche de raccorder efficacement (par exemple en ce qui concerne l'étanchéité) l'outil 15 de remplissage prévu pour la haute pression au raccord d'un robinet prévu pour une pression relativement basse (sans réduction de pression). Cf. par exemple la figure 8 où l'étanchéité n'est pas possible entre l'outil de la figure 6 ou 7 et un raccord du type de celui de la figure 1 ).
L'invention permet donc d'équiper des lots de bouteilles 44, 54 différents avec des robinets 1 munis de raccords 7 de remplissage distincts (différentes distances de référence L1 , L2) en fonction des pressions de service et évitant le risque de remplissage à une pression excessive dans certains réservoirs et donc évitant le risque d'une pression excessive pour l'utilisateur final de la bouteille).
De même, l'invention permet d'éviter des accidents lorsqu'une bouteille à haute pression (selon la configuration de la figure 4) est amenée sur une rampe de remplissage prévue pour des bouteilles de plus basse pression (selon la configuration de la figure 1 ). Dans ce cas, l'axe pousse-clapet prévu pour les bouteilles basse pression serait trop court et n'arriverait pas à ouvrir, même partiellement, le clapet formé par le piston. Une telle ouverture partielle peut en effet provoquer des accidents, en particulier pour le cas de l'oxygène.
Comme illustré aux figures 4 et 5 notamment, l'extrémité amont du piston 10 débouche de préférence au niveau d'une première extrémité d'un alésage 14 formé dans le corps 1 et centré sur l'axe longitudinal A. La seconde extrémité dudit alésage 14 débouche au fond de la cavité délimitée par le raccord 7. Selon la direction A longitudinale, ledit alésage 14 a de préférence une longueur comprise entre9 et 15 mm.
Cet alésage 14 a par exemple un diamètre compris entre 5mm et 10mm.. Ce dernier est ainsi adapté aux dimensions de l'extrémité 120 du pousse clapet 20.
De préférence et comme représenté aux figures, une portion de la cavité du raccord 7 comporte une zone tronconique convergeant vers le fond de la cavité (en direction de la première extrémité du piston 10). La surface 13 de référence est située au niveau de la portion tronconique à un endroit déterminé.
Par exemple, la surface de référence 13 correspond à l'endroit du raccord
(dans la cavité dans l'exemple ci-dessus) ayant un diamètre déterminé destiné à coopérer avec une portion et de diamètre conjugué d'un outil de remplissage (muni d'un joint d'étanchéité). Par exemple, la surface de référence 13 correspond au plan transversal coupant le raccord au niveau duquel la cavité a un diamètre de 14mm. Par exemple cette surface de référence correspond à l'endroit de la portion tronconique a un diamètre de 14mm. Cette surface de butée peut également être définie par un épaulement, par exemple formant une surface perpendiculaire à l'axe longitudinal A du raccord, en amont ou à l'entrée de la portion tronconique.
Ainsi, pour une même surface de référence (zone de même diamètre/dimension) de différents raccords, la distance de référence L2 est plus grande (comme décrit ci-dessus) pour les robinets selon l'invention (figure 4 ou 5) que pour les robinets de l'art antérieur (figure 3).
Bien entendu, cette surface de référence peut être définie par une autre dimension qu'un diamètre de 14mm. Par exemple, la surface de référence peut correspondre à l'endroit où le raccord a un diamètre de 10mm ou 1 1 mm ou 13mm, ou 16mm ou 17mm ou tout autre valeur intermédiaire. Cette surface de référence peut notamment dépendre des normes qui définissent, dans chaque pays ou selon les applications les dimensions du raccord et de l'outil qui vient se raccorder de façon étanche.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Robinet pour réservoir de fluide sous pression comprenant un corps (1 ) munie d'une première extrémité (2) destinée à être raccordée de façon étanche à un orifice du réservoir (4) de fluide sous pression, le corps (1 ) définissant un circuit (3) de fluide s'étendant entre une première extrémité (5) destinée à communiquer avec l'intérieur d'un réservoir (4) et une second extrémité (6) débouchant au niveau d'un raccord (7) de remplissage et éventuellement de soutirage, le raccord (7) formant sur le corps (1 ) une cavité destinée à accueillir un outil de remplissage et/ou de soutirage, le circuit (3) du robinet comprenant, un clapet (8) d'isolation et un détendeur (9) de pression, le détendeur (9) de pression comprenant un mécanisme comportant un piston (10) mobile en translation selon une direction (A) longitudinale déterminée relativement à un siège pour assurer l'ouverture ou la fermeture du circuit (3), le piston (10) étant sollicité par un organe (1 1 ) de rappel vers le siège dans une position de fermeture du circuit (3), une extrémité amont du piston (10) débouchant au fond de la cavité délimitée par le raccord (7) pour permettre l'actionnement mécanique du piston (10) par l'extrémité d'un axe d'un outil de remplissage/soutirage lorsque cet outil est relié au raccord (7), le robinet comprenant en outre un mécanisme (12) de sécurité empêchant le transit de gaz de la second extrémité (6) vers la première extrémité (5) du circuit (3) par l'unique action d'une pression de fluide exercée sur l'extrémité amont du piston (10), c'est-à-dire que le piston (10) doit être déplacé mécaniquement par un outil pour permettre l'entrée de fluide sous pression en vue d'un remplissage, le mécanisme (12) de sécurité comprenant un système de clapet anti-retour (« NRV ») qui tend à déplacer le piston (10) du détendeur (9) de pression vers sa position fermée lorsque ce dernier n'est pas actionné mécaniquement par un outil et est soumis à une surpression fluidique au niveau de son extrémité amont, la cavité du raccord (7) définissant une surface (13) de référence destinée à accueillir un joint d'étanchéité d'un outil de remplissage lorsque cet outil est raccordé audit raccord (7), en position de fermeture du piston (10), l'extrémité amont du piston (10) étant située à une distance de référence (L2) déterminée par rapport à la surface (13) de référence selon la direction (A) longitudinale, caractérisé en ce que la distance de référence (L2) est comprise entre 17 et 30mm et de préférence entre 22 et 27mm.
2. Robinet selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité amont du piston (10) débouche au fond de la cavité au niveau d'un orifice formant la seconde extrémité (6) du circuit (3), ledit orifice ayant un diamètre compris entre 7mm et 10mm.
3. Robinet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'extrémité amont du piston (10) débouche au niveau d'une première extrémité d'un alésage (14) formé dans le corps (1 ) et dont la seconde extrémité dudit alésage (14) débouche au fond de la cavité délimitée par le raccord (7) et en ce que, selon la direction (A) longitudinale, ledit alésage (14) a une longueur comprise entre 9 et 15 mm.
4. Robinet selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'alésage (14) a un diamètre compris entre 7mm et 10mm.
5. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le raccord (7) délimite une cavité cylindrique et tronconique, la surface (13) de référence étant définie comme étant l'endroit de la cavité ayant un diamètre déterminé compris entre 10 et 17mm, notamment 14mm.
6. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que. le système de capt anti-retour (« NRV ») comprend un canal (22) de fluide traversant le piston (10) entre l'extrémité amont du piston (10) et une chambre (22) aval qui communique avec un clapet (212) de surpression agencé pour évacuer de gaz vers l'extérieur du circuit (3) lorsque le clapet (212) de sécurité est soumis à une pression supérieure à un seuil déterminé.
7. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une portion du raccord (7) délimitant la cavité est cylindrique et filetée ou taraudée.
8. Robinet selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une portion de la cavité du raccord (7) comporte une zone tronconique convergeant vers le fond de la cavité en direction de la première extrémité du piston et en ce que la surface (13) de référence est située au niveau de la portion tronconique ayant un diamètre compris entre 10 et 17mm, notamment 14mm..
9. Réservoir de fluide sous pression, notamment de gaz sous pression, muni d'un robinet, caractérisé en ce que le robinet est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8.
10. Ensemble comprenant une pluralité de réservoirs (4) destinés à stocker du fluide sous pression comprenant un premier groupe (44) de réservoirs(s) destiné à stocker du fluide sous pression selon une première pression maximale de service comprise entre 150 bar et 240bar, notamment 200bar, l'ensemble comprenant un second groupe (54) de réservoirs(s) destiné à stocker du fluide sous pression selon une seconde pression maximale de service, par exemple comprise entre 250 bar et 700bar, notamment 300bar, chaque réservoir de l'ensemble étant muni d'un robinet comprenant un corps (1 ) munie d'une première extrémité (2) raccordée de façon étanche à un orifice d'un réservoir (4) de fluide sous pression, le corps (1 ) de chaque robinet définissant un circuit (3) de fluide s'étendant entre une première extrémité (5) communiquant avec l'intérieur du réservoir (4) considéré et une second extrémité (6) débouchant au niveau d'un raccord (7) de remplissage et de soutirage, le raccord (7) formant sur le corps (1 ) une cavité destinée à accueillir un outil de remplissage et/ou de soutirage, le circuit (3) du robinet comprenant, un clapet (8) d'isolation et un mécanisme comprenant un piston (10) mobile en translation selon une direction (A) longitudinale déterminée pour assurer l'ouverture ou la fermeture du circuit (3), le piston (10) étant sollicité par un organe (1 1 ) de rappel vers un siège dans une position de fermeture du circuit (3), une extrémité amont du piston (10) débouchant au fond de la cavité délimitée par le raccord (7) pour permettre l'actionnement mécanique du piston (10) par un axe d'un outil de remplissage/soutirage reliée au raccord (7), le robinet comprenant en outre un mécanisme (12) de sécurité empêchant le transit de gaz de la second extrémité (6) vers la première extrémité (5) du circuit (3) par l'unique action d'une pression de fluide exercée sur l'extrémité amont du piston (10), c'est-à- dire que le piston (10) doit être déplacé mécaniquement par un outil pour permettre l'entrée de fluide sous pression en vue d'un remplissage, la cavité du raccord (7) définissant une surface (13) de référence destinée à accueillir un joint d'étanchéité d'un outil de remplissage raccordé audit raccord (7), en position de fermeture du piston (10), l'extrémité amont du piston (10) étant située à une distance de référence (L1 , L2) déterminée par rapport à la surface (13) de référence selon la direction (A) longitudinale, caractérisé en ce que la distance de référence (L1 ) pour le premier groupe de réservoir(s) est comprise entre 10mm et 17 mm et en ce que le robinet des réservoirs du second groupe comprend un détendeur (9) de pression, le piston (10) mobile en translation selon une direction (A) faisant partie du mécanisme du détendeur de pression et en ce que la distance de référence (L2) pour le second groupe de réservoir(s) est comprise entre et 20 et 30mm et de préférence entre 22 et 27mm, c'est-à-dire que chaque robinet du second groupe est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8.
1 1 . Outil de remplissage d'un réservoir selon la revendication 9 ou d'un réservoir du second groupe (54) de réservoirs de l'ensemble de réservoirs de la revendication 10, comprenant un corps comprenant une extrémité munie d'une tête (16) de raccordement, le corps de l'outil (15) intégrant un circuit (17) fourniture de fluide sous pression débouchant au niveau de la tête (16) de raccordement, la tête de raccordement comprenant des dimensions et des organes (18) d'accrochage conjugués du raccord (7) du robinet, un joint (19) d'étanchéité destiné à venir en appui sur la surface (13) de référence du raccord (7) pour assurer un raccordement étanche entre l'outil de remplissage (15) et le raccord (7), l'outil comprenant en outre un axe (20) pousse-piston faisant saillie par rapport à la tête de raccordement, caractérisé en ce que la distance entre l'extrémité terminale de l'axe (20) pousse-piston et le joint (19) est égale à la distance de référence (L2) du raccord (7) c'est-à-dire est comprise entre et 17 et 30mm et de préférence entre 22 et 27mm.
12. Outil de remplissage selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que l'extrémité terminale de l'axe (20) pousse-piston a un diamètre compris entre 5mm et 9mm.
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